Formulação e caracterização por Microscopia Eletrônica de Varredura de microcápsulas de bixina encapsuladas com galactomanana por spray-drying

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Produtos Naturais

Autores

Pascoal, K.L.L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Siqueira, S.M.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Amorim, A.F.V. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Melo, R.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Ricardo, N.M.P.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Cavalcanti, E.S.B. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Silva, A.R.A. (UNIVERSIDADE DE FORTALEZA) ; Morais, S.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ)

Resumo

Este trabalho tem o objetivo de microencapsular a bixina com galactomanana e caracterizar as microcápsulas obtidas por microscopia eletrônica varredura (MEV). A bixina foi obtida através da extração das sementes de Urucum em aparelhagem Soxhlet e a galactomanana foi extraída do endosperma das sementes de Flamboyant. O processo de microencapsulação foi desenvolvido na proporção 1:10 (bixina/galactomanana) através da técnica de spray drying e as microcápsulas foram analisadas por MEV. As micropcápsulas mostraram formas circulares, superfície irregular com concavidades e tamanho médio de 4,7 ± 0,59 μm. A microencapsulação da bixina com galactomanana é possível do ponto de vista da análise por MEV, o que torna uma alternativa viável para a proteção deste carotenoide.

Palavras chaves

Microencapsulação; Bixina; MEV

Introdução

A técnica de microencapsulação pode ser definida como um processo no qual pequenas partículas são cercadas por um material de parede. Os produtos desse processo tecnológico são microcápsulas com diâmetros compreendidos na gama de μm-mm (AVELLONE et al., 2018). A técnica de microencapsulação por spray drying é uma das mais antigas e mais utilizadas principalmente na indústria farmacêutica, alimentícia e de cosméticos, uma vez que o seu procedimento é rápido, fácil de reproduzir e o custo operacional é relativamente reduzido, além de destacar-se ainda pelo controle do tamanho médio, estabilidade e qualidade das micropartículas (KAUSHIK et al., 2015; RAY, RAYCHAUDHURI, CHAKRABORTY, 2016). Um dos principais objetivos desta técnica é proteger o material encapsulado de condições adversas, tais como luz, umidade e oxigênio, contribuindo assim para o aumento de sua estabilidade (AVELLONE et al., 2018). A bixina é o principal pigmento das sementes de urucum (Bixa orellana L.), correspondendo a cerca de 80% dos carotenoides encontrados (ZARZA-GARCÍA et al., 2017). Possui uma cadeia isoprênica de 24 átomos de carbono, e nas extremidades um ácido carboxílico e um éster metílico, perfazendo assim a fórmula molecular C₂₅H₃₀O₄ (COSTA, CHAVES, 2005). Este pigmento é amplamente utilizado na indústria alimentícia, têxtil, cosmética, de tintas e farmacêutica (VILAR et al., 2014; TAHAM, CABRAL, BARROZO, 2015). A grande quantidade de insaturações presentes na estrutura molecular da bixina não apenas contribui para a sua coloração avermelhada, como também para a instabilidade desse composto diante da degradação pela luz e pelo calor (JOHNSON, 1995). Diante disso, o objetivo deste trabalho foi microencapsular a bixina com o biopolímero galactomanana extraído das sementes de Delonix régia (Flamboyant) e caracterizar através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).

Material e métodos

As sementes de Urucum e de Flamboyant foram coletadas na Universidade Estadual do Ceará e ambas foram armazenadas em congelador e protegidas da luz antes da utilização como matéria-prima neste trabalho. Uma amostra de sementes de urucum (200 g) foram submetidas a extração com acetona (700 mL) em aparelhagem Soxhlet durante 8 horas. O extrato resultante foi filtrado em papel de filtro previamente pesado e submetido a posterior purificação por cristalização como descrito por Rios e Marcadante (2004). Os cristais de bixina foram acondicionados em recipiente âmbar ao abrigo do calor, da umidade e da luz. A galactomanana foi extraída do endosperma das sementes de Flamboyant, os quais foram submetidos a quatro extrações aquosas de 900 mL cada, a 75°C e 700 rpm em agitador magnético, seguindo metodologia proposta por Vieira e colaboradores (2007), com algumas adaptações. A galactomanana foi isolada por precipitação com álcool etílico anidro 99,3°INPM na proporção de 2 litros para cada litro da extração. Para o processo de encapsulação foi diluído 3,0 g de galactomanana em 800 mL de água destilada, sistema mantido por 6 horas a 40°C com 700 rpm, e em seguida foi adicionado 300 mg de bixina, onde manteve-se apenas sob agitação durante 1 hora. Todo o sistema foi mantido na ausência da luz, e em seguida submetido a técnica de spray drying nas seguintes condições: temperatura de entrada de 130°C, temperatura de saída 100°C, fluxo de bomba 10% e eficiência do exaustor de 100%. As micropartículas de bixina encapsuladas com galactomanana foram metalizadas com ouro para análise por Microscopia Eletrônica de varredura (MEV).

Resultado e discussão

As microcápsulas apresentaram formato irregular com predominância circular, depressões irregulares e concavidades, sem fissuras, rachaduras ou rompimentos e tamanho médio de 4,7 ± 0,59 μm. A Figura 1 apresenta a morfologia das microcápsulas obtidas com um aumento de 4.000 vezes. Essa morfologia também foi observada em microcápsulas contendo como núcleos oleoresina de páprica (SANTOS; FÁVARO-TRINDADE; GROSSO, 2005), bixina (BARBOSA; BORSARELLI; MERCADANTE 2005), e oleoresina de cardomomo (KRISHAN; BHOSALE; SINGHAL, 2005), todas formuladas somente com goma arábica como material de parede. Sheu e Rosemberg (1998), observaram que microcápsulas de bixina encapsuladas com goma arábica apresentavam formatos irregulares e superfície com fendas semelhantes as obtidas neste estudo. Os autores atribuíram estas características encontradas nas microcápsulas ao processo de secagem por spray drying, visto que este causa contração das microcápsulas durante os estágios de secagem e resfriamento.

Microscopia eletrônica das microcápsulas de bixina com galactomanana com aumento de 4000x

Conclusões

A produção de microcápsulas de bixina pelo método de atomização com a galactomanana como agente encapsulante foi bem sucedida, visto que originou microcápsulas com morfologia semelhantes a já existentes na literatura. O que torna uma alternativa viável para proteger este carotenoide contra os fatores que provocam oxidação deste e consequentemente perda de coloração.

Agradecimentos

À CAPES pelo auxílio financeiro, à Universidade Federal do Ceará, Universidade Estadual do Ceará e Universidade de Fortaleza pelo apoio à realização deste trabalho.

Referências

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